金刚石线锯制造的一些关键技术问题

教您提高金刚石锯片质量的技术方案随着装饰材料市场的发展，对石材的需求是大大增加，在石材加工中，金刚石工具的需求亦越来越大。

然而，现时云浮市场上的金刚石锯片质量不大理想。

往往是开始很锋利，切到一半时金刚石出刃不好，脱落严重，或切割数量少，一个工时换多次锯片头，导致加工效率不高。

石材企业迫切需要高效优质，性价比好的金刚石锯片。

针对现状，经过多次实践，一套生产高效、优质金刚石锯片的技术方案问世。

1、采用生产性能稳定，粗颗粒、热稳定性好（ti与tfi直接近）的高强金刚石。

金刚石工具基本上是由金刚石与胎体在一定工艺条件下固定在工作基体上，主要靠金刚石的磨剂、切割作用来加工不同石材。

因此，原材料（金刚石）的质量、粒度和浓度对金刚石工具有着决定性的作用。

2、虽入强炭粉末元素，提高金刚石把持力。

在金刚石锯片加工过程中，刀头胎体如果对金刚石有好的把持力，金刚石则会出刃良好，不会过早脱落，切割时锋利，效率高。

一般可通过对金刚石表面镀覆一层强炭化合物，形成金属元素，如镀、钛、铬、镍、钨等，以提高金刚石同胎体粉末的键合，并有利于防止金刚石在高温烧结后的氧化与石墨化；另外还可以通过在胎体粉末中，添加少量强炭粉末元素，如：钼、铬、钨粉等。

由于这类粉末对金，刚石的润湿性与亲和力较好，烧结时在金刚石与胎体金属表面形成炭化物合金，有利于金刚石与胎体金属的化学键合与冶金结合，从而大大提高着胎体对金刚石的把持力。

3、改进金刚石的粒度配比。

传统配比中，刀头要锋利些，多用些粗粒金刚石，反之则用细粒金刚石。

诚然如是，但始终达不到最佳工作效率。

由于金刚石的硬度与弹性模量术高，在高温烧结时很难发生塑性变形。

选好配比，提高烧结前金刚石颗粒的堆积密度，对提高刀具的磨耗比是有利的。

经过多次实验得出一般刀头粗、中粗、细粒三种颗粒金刚石组成，其最佳粒度比例为1：0.0227：0.071。

4、采用超细粉末和预合金粉末。

超细粉末有利于降低烧结温度，提高胎体硬度。

金刚石线锯制造的一些关键技术问题图1表明了分别采用未镀覆金刚石与镀覆金刚石上砂电镀镍的区别。

众所周知，采用未镀覆的原始金刚石制作电镀金刚石工具，镀镍层从工具的基体开始逐渐生长增厚，由于金刚石不能导电，镍镀层不在金刚石上沉积，而是“绕过”金刚石生长，通过显微镜发现发现，在镍镀层与金刚石颗粒界线处，镍镀层会凹陷。

因此，金刚石在电镀过程中作为“杂质”被镍镀层埋在镀层内，形成电镀金刚石工具。

这样，金刚石与镍镀层之间结合力不好，只是靠镍镀层对金刚石的机械镶嵌来把持金刚石，因此对于镀层的厚度有着严格要求，一般认为最佳镀层厚度应该使得金刚石直径的70%埋入镍镀层中，埋入厚度不足，金刚石容易脱落；反之埋入过多，金刚石难于出露，工具的出刃不好，加工效率低。

这样的要求给电镀过程控制带来了镀层厚度要求高，难调控的问题。

另外，由于金刚石不导电，镍镀层不能直接在金刚石表面形核生长，而是“绕过”金刚石生长，非常不利于金刚石上砂，也就是说，金刚石颗粒不容易沉积到钢丝基体上。

金刚石微粉上砂慢，浓度不易调整，浓度难于控制。

这个问题对于长度巨大的金刚石线锯连续大批量生产提出挑战。

如果采用镀覆的金刚石制作电镀金刚石工具，如镀钛金刚石、镀镍金刚石、镀铜金刚石、镀铬金刚石、镀覆合金的金刚石以及复合镀层金刚石等等，情况与上述未镀覆的金刚石发生了很大的变化。

由于镀覆的金刚石变得导电了，镍镀层从工具的基体和与基体接触的镀覆金刚石上同时生长，而不是“绕过”金刚石生长，上砂容易，镀层生长迅速因此镀覆的导电金刚石在电镀过程中不是作为“杂质”，“被动”地埋在镍镀层内，而是“主动”与镍镀层形成电镀金刚石工具。

由于镍镀层迅速漫过整个金刚石颗粒，对金刚石颗粒全覆盖，镍镀层厚度可以比薄，金刚石出刃高，制造方法电镀，金刚石微粉复合镀镍，使得金刚石微粉颗粒与金属镍共沉积在钢丝上钎焊法，采用钎焊的方法，用钎料把金刚石钎焊在钢丝上挤压镶嵌法，采用机械挤压方法，把金刚石颗粒嵌入钢丝。

电镀金刚石线锯制造工艺及其性能的研究随着高新科学技术的生产与发展,微电子、光电子、传感器技术和材料技术的日益进步,硅晶体、硬质合金、光学玻璃、陶瓷、半导体材料以及花岗岩等硬脆材料应用的日益广泛,对其加工要求也越来越高。

电镀金刚石线锯切割具有锯切力小锯缝整齐、切面光整、出材率高、噪音低、对环境污染小、切割效率高等优点,在最近十几年中得到了快速的发展,并且在硅晶体、宝石等领域的应用越来越广发。

但是目前制造电镀金刚石线锯存在着制备周期长、电镀效率低、制造成本高等,阻碍了电镀金刚石线锯的应用。

电镀金刚石线锯的制造方法主要有埋砂法和悬浮法。

由于埋砂法具有制造效率低、制备周期长、制造设备复杂等缺点,因此在实际生产中很少使用。

目前制造电镀金刚石线锯主要使用悬浮法,但是悬浮法制造电镀金刚石线锯影响因素多,工艺参数复杂,因此,对于悬浮法制作电镀金刚石线锯的工艺进行研究是十分重要的。

本文以复合电镀的基本理论为基础,研究了影响上砂的工艺参数。

实验中锯丝采用直径Φ0.18mm的镀铜高碳钢丝,镀液采用瓦特型镀液,金刚石磨料分别采用表面不带金属衣的W30-40金刚石颗粒和表面经过处理镀一层镍衣的W30-40金刚石颗粒进行电镀金刚石线锯制作的实验。

实验发现,在其余条件完全一致的情况下,只需要将普通的金刚石颗粒替换为表面经过处理镀一层镍衣的金刚石颗粒,上砂速度可以提高一倍以上,极大的提高了电镀金刚石线锯的生产效率,适合大批量生产。

对电镀金刚石线锯的上砂机理进行了简要分析,分析了使用表面镀一层镍衣的金刚石颗粒替换普通的金刚石颗粒可以提高上砂效率以及产生“团聚”的原因。

经过分析可知：由于金刚石颗粒表面带有一层镍衣,使金刚石颗粒由不导电颗粒变为导电颗粒,当金刚石颗粒加入到镀液中之后改变了镀液中的电场分布,并用有限元方法模拟了镀液中电场的分布情况。

最后将使用悬浮法制作的电镀金刚石线锯进行外观质量检测并在自制的切割设备上对玻璃进行了切割实验。

金刚石锯石机使用效率因素分析影响金刚石锯石机圆锯片效率和寿命的因素有锯切工艺参数和金刚石的粒度、浓度、结合剂硬度等。

据切能数有锯片线速、锯切浓度和进刀速度。

一、锯切参数（1）锯片线速度：在实际工作中，金刚石锯石机圆锯片的线速度受到设备条件、锯片质量和被锯切石才性质的限制。

从最佳锯片使用寿命与锯切效率来说，应依据不同石材的性质选择锯片的线速度。

锯切花岗石时，锯片线速度可在25m～35m/s范围内选定。

对于石英含量高而难于锯切的花岗石，锯片线速度取下限值为宜。

在生产花岗石面砖时，使用的金刚石锯石机圆锯片直径较小，线速度可以达到35m/s。

（2）锯切深度：锯切深度是涉及金刚石磨耗、有效锯切、锯片受力情况和被锯切石材性质的紧要参数。

一般来讲，当金刚石锯石机圆锯片的线速度较高时，应选取小的切消深度，从目前技术来说，锯切金刚石的深度可在1mm～10mm之间选择。

通常用大直径锯片锯切花岗石荒料时，锯切深度可掌控在1mm～2mm之间，与此同时应降低进刀速度。

当金刚石圆锯片的线速度较大时，应选取大的切削深度。

但当在锯石机性能和刀具强度许可范围内，应尽量取较大的切削浓度进行切削，以提高切削效率。

当对加工表面有要求时，则应采纳小深度切削。

（3）进刀速度：进刀速度即被锯切石材的进给速度。

它的大小影响锯切率、锯片受力以及锯切区的散热诚况。

它的取值应依据被锯切石材的性质来选定。

一般来讲，锯切较软的石材，如大理石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，更有利于提高锯切率。

锯切细粒结构的、比较均质的花岗石，可适当提高进刀速度，若进刀速度过低，金刚石刃简单被磨平。

但锯切粗粒结构而软硬不均的花岗石时，应降低进刀速度，否则会引起锯片振动导致金刚石碎裂而降低锯切率。

锯切花岗石的进刀速度一般在9m～12m/min范围内选定。

二、其他影响因素（1）金刚石粒度：常用的金刚石粒度在30/35～60/80范围内。

岩石愈坚硬，宜选取用较细的粒度。

由于在同等压力条件下，金刚石愈细愈锋利，有利于切入坚硬的岩石。

古老爆破式矿山开采，既环境破坏严重，而且造成资源浪费。

目前最被推广的矿山开采方式为金刚石绳锯开采矿山。

随着金刚石绳锯的国产化。

金刚石绳锯机的市场竞争突然变得激烈起来。

这一现象的出现预示着或者说是代表着中国石材矿山普及使用金刚石绳锯机的时代已经到来，这将给中国石材矿山开采水平的提高带来革命性的进步。

应用绳锯进行石材矿山开采的优势与传统的“爆破+火焰切割”开采法相比，用绳锯开采花岗岩具有以下优势：1、适应性广，绳锯适用于所有类型矿山，而火焰切割仅适用于石英含量高、裂隙少的花岗岩矿山。

2、功能强、效率高，首先开采深度深，能达到l0～20m甚至更深，火焰切割一般只在10m以内；其次切割速度快，一般能达到3～4m2/h，是火焰切割的2～3倍。

3、绳锯能进行垂直、水平、斜面等各个方向的切割，还能进行盲切，而火焰切割只能进行垂直面的切割。

4、成材率高、综合成本低，首先绳锯的切面非常平整且不会对荒料造成任何内伤，其次锯缝小，只有约11mm，不会造成资源浪费；而火焰切割切面粗糙不平，且对荒料造成一定内伤，而且锯缝大，一般为100～300mm，造成很大的资源浪费，且开采成本也高。

5、安全环保，绳锯开采无噪音无粉尘，不影响附近居民和其他作业面，且自动化程度高，分离式操控，工人劳强度低、安全性高；而火焰切割噪音和粉尘都非常大，严重影响附近居民和其他工人作业，且工人劳动强度大，安全性相对较低。

综上所述，在资源日益紧缺、油价飙升的今天，用绳锯开采花岗石有着显着的经济效益和社会效益。

与金刚石绳锯关联的多种因素包括：串珠的锯切寿命、串珠的锯切速度、串珠在绳锯上的间距、模具设计、正常工作情况下的钢绳的寿命等各种技术难点。

最常见的问题1、绳锯不能锯切与使用最常碰到的是不正确地选用金刚石（常常选用太好的金刚石）、胎体、串珠间距、模具设计或错误的应用参数。

例如，我们选用过高的金刚石密度或太好的金刚石，其锯切性能不是太好。

金刚石将不易碎裂，从而难以产生新的锐利的刃尖。

全自动金刚石线切割机操作规程及注意事项全自动金刚石线切割机是一种高效的切割设备，广泛应用于石材加工行业。

它采用金刚石线作为切割工具，通过高速旋转和线的张力，能够实现对石材的精确切割。

下面将介绍切割机的操作规程，并提供一些注意事项，以确保操作的安全和切割效果。

一、操作规程：1、准备工作：确保金刚石线切割机和工作区域干净整洁。

检查金刚石线的张力和切割液的供应，确保其正常工作。

同时，戴上适当的个人防护装备，如手套、护目镜和防护服。

2、调整切割参数：根据要切割的石材的性质和尺寸，调整全自动金刚石线切割机的切割参数，如线的张力、切割速度和切割深度等。

根据需要，可以根据实际情况进行调整。

3、安装石材：将待切割的石材安装在切割台上，并固定好。

确保石材的位置准确，以避免切割偏差或不稳定。

4、启动切割机：启动切割机，开始切割过程。

注意观察切割过程中的线的张力和切割液的供应情况，确保其正常运行。

5、切割结束：在切割完成后，停止切割机的运行。

取出切割好的石材，并进行必要的处理和清洁。

6、清洁和维护：定期清洁切割机的切割台、切割液槽和切割线等部件。

定期检查切割线的磨损情况，并及时更换损坏的切割线。

二、注意事项：1、安全操作：在操作全自动金刚石线切割机时，要注意安全操作。

避免触摸运转中的切割线和切割液槽，以免发生意外伤害。

2、切割液选择：根据要切割的石材的性质和切割要求，选择合适的切割液。

遵循切割液的使用说明，避免使用过量的切割液。

3、切割参数调整：根据不同的石材和切割要求，合理调整切割参数。

过高的切割速度或切割深度可能会导致切割线的磨损加剧或石材的损坏。

4、定期维护：定期对切割机进行维护和保养，包括清洁和检查切割线的磨损情况。

定期维护可以延长切割线的使用寿命和保持切割效果的稳定性。

5、操作人员培训：确保操作人员接受过相关培训，了解切割机的操作方法和维护要点。

熟悉设备的正确使用方法，可以减少操作错误和事故的发生。

金刚石工具制造技术的发展与热点问题摘要：随着科技发展，人造金刚石得到大力发展，基于金刚石的性能优势，金刚石工具研发成为一项重点内容。

文章首先阐述金刚石工具的各种类型，然后以金刚石锯片为基础，通过详细阐述该类型金刚石工具的发展历程，分析其制造技术。

并重点阐述其在制造过程中，表面镀覆盖、结合剂合金和刀头制造三个方面存在的热点问题。

希望通过本文研究。

可以为我国金刚石锯片制造技术方面优化提供更多借鉴，以及对未来金刚石工具制造提供些许指导。

关键词：金刚石锯片；制造技术；热点问题；解决对策引言：金刚石作为一种优异的超硬材料，具有极高的硬度、耐磨性和热导率，广泛应用于工业制造、精密加工等领域。

金刚石工具制造技术的不断发展为现代制造业的进步提供了强有力的支持。

然而，随着技术的不断创新，金刚石工具制造领域也面临着一些热点问题，如制造工艺优化、新材料应用、环保问题等。

本文旨在深入探讨这些问题，为金刚石工具制造技术的发展提供思路和建议。

1金刚石工具类型阐述现阶段，以金刚石为基础的工具类型呈现多样化发展，基于金刚石的优良硬度性能，磨具、切割工具及修整工具呈现常见类型。

在地质勘探、石材、机械加工等领域作出重要贡献。

同时，基于金刚石的其他性能优势，在半导体、复合材料等领域也发挥重要作用。

如今，我国已经形成较为完善的金刚石工具产业化体系，可以生产出多系列的工具产品，且规格较为齐全，部分产品在国际上具有较大知名度。

2金刚石工具制造技术发展情况在此以金刚石刀头这一工具为研究基础，分析其制造技术发展历史。

其中电镀金刚石工具是常见类型，以其为研究对象，详细进行分析。

2.1工具特点由于金刚石的特性，想要完成机械包镶操作，只能以镍金属为材料，而该类型材料应用过程中，容易出现脱落情况，且金刚石呈现无序排列特点，凸出低、容屑空间小，在孕镶烧结合过程中，金刚石无序排列，会导致出刃自锐问题。

而选择金刚石和粉料结合加工冶金的方式也会出现问题，这两种工艺均会影响工具使用性能。

以金刚石作为刀具用于精密车削是一种重要的机械加工方法。

它最适用于铜、铝及其合金等有色金属的高精度，低粗糙度车削加工。

也可用于金、银等稀有贵重金属的车削加工。

其加工精度可以控制在1微米左右，表面粗糙度可以达到0.025微米。

这种刀具的几何参数，是根据需要专门刃磨加工形成的，精度很高，在使用中需要注意多个方面。

1、金刚石刀具应在精密车床上使用，也可在一般精度比较好振动很小的普通车床上使用，但必须选用振动小而平稳的转速。

2、刀具安装时，刀尖必须与钢件旋转中心等高，修光刃与走到方向平行，并用5倍放大镜仔细检查和试切，待调整好后才能进行切削。

3、金刚石车刀是精密切削工具，不允许有较大的磨损。

刀具刃口圆弧半径增大，影响切削后的工件表面质量，所以在切削过程中注意观察。

刀刃锋利时，切屑完整而表型小，工件表面光整。

刀刃磨钝后，切屑变形大并有挤压撕裂现象，工件上在刀具切出处有明显的毛刺。

4、工件旋转后，刀尖才能接触工件的表面；刀尖未离开工件前，绝对不能先停车，以免损坏刀尖。

为了有效地控制切削深度，可在中拖板放置一个千分表。

5、切削速度一般为（80—150）m/min，如机床在满足精密切削的要求，还可以选用更高的切削速度。

切削深度为（0.01—0.2）mm，在工件表面粗糙度要求小于Ra0.05微米时，ap<0.01mm。

进给量一般为（0.02—0.04）mm/r。

切削过程中，对工件和刀具进行充分冷却，以清除切屑。

6、一般情况在粗车工序中机床功率及刚性和铁屑形成的能力经常是制约因素的，如果选择最好的切削参数，会在很大程度上提高最大金属去除率的。

要求进给与低切削速度的结合，像机床的有效功率也是我们要考虑的，有时候机床的功率太低时，会导致金刚石车刀的使用不顺，需要我们在选择进给和速度的时候，要在一定程度上减少切削速度以得到合适的功率。

金刚石刀具制造的关键技术由于金刚石刀具具有硬度高、耐磨性好、热导率大、摩擦系数和热膨胀系数小、化学惰性强等特性，以及经过仔细刃磨后能得到十分锋利的刃口，因而能广泛应用于现代制造领域中有色金属和非金属材料的精密和超精密切削加工。

本文综述了单晶和聚晶金刚石刀具制造的最关键技术。

关键词单晶金刚石刀具聚晶金刚石刀具制造关键技术一、前言随着我国汽车、摩托车、航空航天、计算机、核工程、IT、医疗器械、精密仪器等行业的飞速发展，数控机床和加工中心机床的普遍使用，对零件的切削加工精度、尺寸一致性、切削可靠性、生产效率和刀具寿命的要求越来越高。

由于金刚石集力学、光学、热学、声学等众多的优异性能于一身，具有极高的硬度和耐磨性，摩擦系数小、导热性高、热膨胀系数和化学惰性低，所以是制造现代高速切削刀具的理想材料。

因而广泛应用于现代制造领域的有色金属和非金属材料的精密和超精密切削加工。

本文对单晶和聚晶金刚石刀具制造的最关键技术作一概述。

二、单晶金刚石刀具制造的关键技术由于单晶金刚石各向异性，在不同晶面及不同方向上性能差异很大，正确的选料和定向不仅可简化加工工艺，降低制造成本，而且还可提高刀具刃口质量和使用寿命，充分发挥金刚石刀具的优异性能。

1.单晶金刚石的选料根据金刚石晶体中所含的杂质可分为Ia型、Ib型、IIa型和IIb型四类。

一般按金刚石晶体的颗粒大小（重量）、形状、完整程度、透明度、裂纹、包裹体的多少、颜色及其均匀程度作为评定金刚石品质高低的依据。

切削刀具用金刚石的质量要求为：晶体完整、形状为十二面体、弧形八面体或过渡形晶体，晶体直径一般不小于4mm,颜色为无色、浅绿、黄棕色等，不允许有裂纹，晶体表面可允许有不大于0.5mm的包裹体和蚀坑，重量为0.7～3克拉。

对于精度要求极高的眼科、脑外科手术刀、激光反射镜等超精密加工刀具，则要从拉丝模I级甚至宝石级原石中选料，最后用偏光显微镜或更精密的仪器选出内应力小的金刚石作为刀具坯料。

金刚石线锯在使用过程中断线的讨论金刚石线锯在使用过程中断线的讨论金刚石线锯在使用过程中经常遇到断线的问题，困扰着金刚石线锯的生产方和使用方。

对于断线问题，供需双方之间经常存在有比较大的分歧。

为了使得这一问题得到缓解，在此对这一问题进行讨论，以便供需双方参考，共同努力，减少断线率。

原因分析1、金刚石线锯抗拉强度低于预定指标。

比如70线为例，抗断拉力小于15N。

2、金刚石线锯局部有比较大的“镍瘤”存在，也就是局部磨粒堆积现象严重，或者虚高磨粒过高而又集中在某一个小区域，在切割过程中导致局部阻力变大，可能导致跳线和断线。

3、金刚石线锯表面氧化严重，导致表面有龟裂产生。

表面龟裂部位容易产生应力集中，也会导致断线。

4、在生产过程中，初始绕线时存在较大的扭应力，容易导致使用过程中断线。

5、在使用时，初始绕线过程存在较大的扭应力，非常容易导致断线。

6、在使用过程中，切割工艺参数与所使用的金刚石线不匹配，导致断线。

比如走线速度过大或过小，线弓比过大，都容易导致断线。

7、切割机的性能下降，比如某个导轮阻力过大，转动不灵活，易导致跳线或断线。

8、切割机的震动幅度过大或电机转速不均也容易导致断线。

9、切割液污染严重，杂质较多粘稠度加大，致使切割阻力变大导致断线。

10、回线时加速度过大容易导致跳线和断线。

改善措施1、金刚石线锯生产方，确保抗破断力不小于额定值。

确保线锯表面磨粒分散性好，堆积直径小，不超标，虚高磨粒少不超标。

成卷金刚石线锯自然扭应力小，也就是自然状态下，线的扭转角度要小。

提高线锯表面抗氧化性能。

2、金刚石线锯使用方，应首先在初始绕线时，顺着自然扭应力的方向绕，如果逆着扭力方向或者加大原有扭力绕线，就非常容易导致断线；调整切割参数与所使用的线锯相适应，切割参数包括走线速度、进给速度等；保持切割机性能稳定，各导轮灵活；回线时加速和减速不要太快。

综合分析1、扭应力的破坏性。

金刚石线锯的抗扭强度差别非常的大，也不稳定。